武汉大学朱英国院士PNAS发表水稻研究新成果

　　

生物通报道  来自武汉大学生命科学学院的研究人员证实，PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白家族RF6与己糖激酶6(hexokinase 6，OsHXK6)协同作用挽救了水稻细胞质雄性不育。这一研究成果发布在11月17日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

领导这一研究的是武汉大学生命科学学院教授、工程院院士朱英国（Yingguo Zhu）。朱院士为我国杂交水稻基础研究、应用研究、产业化以及人才培养作出了巨大贡献，迄今发表研究论文200余篇（延伸阅读：朱英国院士：用一粒种子改变世界）。

细胞质雄性不育(CMS)现象是指雌性器官发育正常,能够正常受精而雄性器官发育不正常,不能产生正常受精配子的现象, CMS现象能够在植物细胞核基因的作用下育性恢复正常。1972年，武汉大学科研人员以红芒野生稻为母本，与江西地方品种莲塘早父本杂交，在后代中发现了雄性不育株，再用莲塘早多代回交，于1974年获得了不育性稳定的株系，命名为红莲型细胞质雄性不育系(HL-CMS)。HL-CMS是当前三种主要类型水稻细胞质雄性不育系之一，为世界粮食安全作出了巨大贡献。

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在以往的研究中，朱英国院士领导武汉大学的研究人员通过分子功能验证发现，不育系线粒体内一编码79个氨基酸的可读框orfH79为HL-CMS的不育基因，ORFH79蛋白破坏线粒体正常功能后导致花粉败育。通过遗传分析发现，HL-CMS为双基因恢复模式，进而克隆出了红莲型不育系的两个恢复基因Rf5和Rf6。

在这篇文章中，研究人员报告称鉴别出Rf6编码了一个新型PPR家族蛋白，其发生了特征性PPR motifs 3–5复制。RF6定位在线粒体，在那里它与OsHXK6物理结合，促进了加工异常的CMS相关转录物atp6-orfH79，确保了正常花粉发育及恢复育性。RF6蛋白复制motif 3对于RF6-OsHXK6互作，加工异常转录物及恢复生育力至关重要。此外，研究人员证实OsHXK6水平下降可导致atp6-orfH79转录物累积和雄性不育。

这些结果揭示了，RF6与OsHXK6协同作用恢复HL-CMS育性的一种新机制。新研究还提供了有关OsHXK6调控线粒体RNA代谢功能的一些新见解，这将推动进一步地开发利用水稻杂种优势。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Pentatricopeptide-repeat family protein RF6 functions with hexokinase 6 to rescue rice cytoplasmic male sterility

Cytoplasmic male sterility (CMS) has been extensively used for hybrid seed production in many major crops. Honglian CMS (HL-CMS) is one of the three major types of CMS in rice and has contributed greatly to food security worldwide. The HL-CMS trait is associated with an aberrant chimeric mitochondrial transcript, atp6-orfH79, which causes pollen sterility and can be rescued by two nonallelic restorer-of-fertility (Rf) genes, Rf5 or Rf6. Here, we report the identification of Rf6……

作者简介：

院士 朱英国

武汉大学生命科学学院教授、博导、工程院院士

研究方向：植物发育遗传、植物雄性不育与杂种优势

学习经历：
1964年毕业于武汉大学生物学系，毕业留校工作至今，期间曾先后到美国、日本、台湾、菲律宾等国访问交流

主要工作经历与任职情况：
1978年晋级讲师，1985年晋升副教授，1991年晋升教授，1993年遴选为博士生导师，2005年当选为中国工程院院士，2006年起任武汉大学学术委员会副主任

主要研究领域及兴趣：
朱英国自1964年毕业于武汉大学生物系留校至今，一直在科研、教学第一线奋斗。二十世纪70年代初开始研究杂交水稻，并为湖北省水稻三系协作组组长；利用华南普通野生稻与栽培稻杂交合作育成红莲型水稻三系及红莲型杂交稻，80年代中期利用农家品种马尾粘中发现的败育株与协青早选杂交合作育成马协不育系和马协型杂交稻，红莲型和马协型杂交稻米质优、抗性好、产量高，已累计推广近1亿亩，产生巨大的经济与社会效益；1980年开始研究光敏核不育水稻，主持选育出粳型和籼型光敏核不育系6个并先后通过国家和省级鉴定。近40年来承担国家863项目、国家973项目、国家转基因专项、国家和省级攻关项目、国家自然科学基金和省部级重点项目多项，在雄性不育与育性恢复、杂种优势的基础理论以及优质高产杂交稻产业化等方面成绩突出，发表研究论文200余篇，合著《光周期敏感核不育水稻研究与利用》、《水稻雄性不育生物学》等专著四部。先后获得全国科学大会和湖北省科学大会奖、湖北省科学技术进步特等、一等、二等奖、中国高校技术发明一等奖、国家自然科学三等奖、国家发明二等奖和湖北省科学技术突出贡献奖等，被评为国家级有突出贡献的专家、国家“973”计划先进个人、全国师德先进个人和湖北省劳动模范，为我国杂交水稻基础研究、应用研究、产业化以及人才培养作出了巨大贡献。